ยูเรเนียมคาร์ไบด์ สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้

ยูเรเนียมคาร์ไบด์ โดยปกติจะอยู่ในรูปของเม็ดหรือเม็ด เชื้อเพลิงยูเรเนียมคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้ในการออกแบบจรวดความร้อนนิวเคลียร์ช่วงปลายๆ

ยูเรเนียมคาร์ไบด์ เม็ดยูเรเนียมคาร์ไบด์ถูกใช้เป็นเมล็ดเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเพบเบิลเบดเวอร์ชันสหรัฐอเมริกา รุ่นเยอรมันใช้ยูเรเนียมไดออกไซด์แทน

ในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ยูเรเนียมคาร์ไบด์สามารถใช้เดี่ยวๆ หรือผสมกับพลูโตเนียมคาร์ไบด์ (PuC และ Pu2C3) ส่วนผสมนี้มีชื่อเรียกว่ายูเรเนียม-พลูโทเนียมคาร์ไบด์ ( (U,Pu)C)

ยูเรเนียมคาร์ไบด์ยังเป็นวัสดุเป้าหมายยอดนิยมสำหรับเครื่องเร่งอนุภาคอีกด้วย การสังเคราะห์แอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจนบางครั้งทำได้โดยมียูเรเนียมคาร์ไบด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา